18- Amostras separadas de uma solução de um sal desconhecido são tratadas com soluções diluídas de \mathrm{HBr}, \mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4} e NaOH . Forma-se precipitado apenas com \mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4}. Qual dos seguintes cátions a solução poderia conter: \mathrm{K}^{+} ; \mathrm{Pb}^{2+} ou \mathrm{Ba}^{2+} ?. 4.17, pág. 133.

Passo 1

O enunciado diz que amostras de uma solução contendo um cátion desconhecido foram tratadas separadamente com soluções diluídas de \mathrm{HBr}, \mathrm{H_{2}SO_{4}} e NaOH, e que com \mathrm{H_{2}SO_{4}} formou-se precipitado. Precisamos usar as regras gerais de solubilidade de sais para identificar qual cátion entre \mathrm{K^{+}}, \mathrm{Pb^{2+}} e \mathrm{Ba^{2+}} satisfaz esse comportamento.

Passo 2

Regras de solubilidade relevantes:
  1. Sais de cátions do grupo 1 (por ex. \mathrm{K^{+}}) são sempre solúveis.
  2. Brometos são solúveis, exceto os de \mathrm{Ag^{+}}, \mathrm{Pb^{2+}} e \mathrm{Hg_{2}^{2+}}.
  3. Sulfatos são solúveis em geral, exceto \mathrm{BaSO_{4}}, \mathrm{PbSO_{4}} (e \mathrm{CaSO_{4}}, mas não está na lista).
  4. Hidróxidos são em geral insolúveis, exceto os de cátions do grupo 1 e \mathrm{Ba(OH)_{2}} (que é solúvel).

Passo 3

Analisando \mathrm{K^{+}}:
\mathrm{KBr} é solúvel → sem precipitado com \mathrm{HBr}.
\mathrm{K_{2}SO_{4}} é solúvel → sem precipitado com \mathrm{H_{2}SO_{4}}.
\mathrm{KOH} é solúvel → sem precipitado com NaOH.
Logo, \mathrm{K^{+}} não dá precipitado com nenhum reagente, o que contraria o enunciado.

Passo 4

Analisando \mathrm{Pb^{2+}}:
\mathrm{PbBr_{2}} é pouco solúvel → precipita com \mathrm{HBr}.
\mathrm{PbSO_{4}} é insolúvel → precipita com \mathrm{H_{2}SO_{4}}.
\mathrm{Pb(OH)_{2}} é insolúvel → precipita com NaOH.
Portanto, \mathrm{Pb^{2+}} daria precipitado com todos os três reagentes, discordando do fato de ocorrer apenas com \mathrm{H_{2}SO_{4}}.

Passo 5

Analisando \mathrm{Ba^{2+}}:
\mathrm{BaBr_{2}} é solúvel → sem precipitado com \mathrm{HBr}.
\mathrm{BaSO_{4}} é insolúvel → precipita com \mathrm{H_{2}SO_{4}}.
\mathrm{Ba(OH)_{2}} é solúvel → sem precipitado com NaOH.
Dessa forma, \mathrm{Ba^{2+}} precipita somente na presença de \mathrm{SO_{4}^{2-}}, cumprindo o enunciado.

Resposta

A solução poderia conter o cátion \mathrm{Ba^{2+}}.

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